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线路保护及重合闸装置


110kV线路故障性质判断 110kV线路一般都投三相重合闸,任何故障都跳 三相,重合三相; 故障性质只能从保护报告上或者故障录波器上反 映出来
一般来说微机保护装置报告上都能打印出故障相 别来; 反映接地故障的保护有:零序保护、接地阻抗保 护; 反映相间故障性质的保护有:相间阻抗保护。 部分110kV线路配置有线路电流纵差保护,一般 是在线路较短的线路上。


速断、过流保护受系统运行方式的影响较大, 保护的范围不固定; 能反映各种性质的故障,对于不同的故障保护 范围不同。
零序电流保护 零序电流保护是比较零序电流大小和定值 点的关系; 零序电流只有在接地系统中才会出现 零序电流的保护范围较为稳定,但是受系 统接地点和运行方式的影响较大
220kV线路保护一般都按双重化配置,可靠性 较高。220kV开关一般也装设两组跳闸线圈,并接 至不同的操作电源,防止因线圈断线、短路和操 作电源故障等导致拒动。尽管如此,开关仍然有 拒动的可能,例如SF6压力低闭锁分闸、机构故障 等。 开关拒动不能切除故障,就要靠后备保护切 除故障。110kV及以下开关拒动,一般采用远后备 ,由靠近电源侧的相邻元件保护动作切除故障, 所需时间较长。220kV开关拒动,一般采用近后备 ,即装设开关失灵保护。当发生故障保护动作而 开关拒动时,启动开关失灵保护,跳开连接在同 一母线上的所有开关。
在220kV线路中零序电流保护一般作为 后备保护; 在110kV线路中零序电流保护一般作为 主保护; 零序电流保护只反映接地性质故障。
阻抗保护


阻抗保护的基本原理是:Z=U/I 阻抗保护分为接地阻抗和相间阻抗保护; 接地阻抗保护一般反应各类性质的接地故 障(单相接地和两相接地故障); 相间阻抗一般反应各类性质的相间故障。
纵联保护
输电线路的纵联保护是指用某种通信通道 (简称通道) 将输电线两端的保护装置纵向联结起来,将各端的电气量 (电流、功率的方向等)传送到对端,将两端的电气量比较 ,以判断故障在本线路范围内还是在范围之外,从而决定 是否切断被保护线路。
由于纵联保护在电网中可实现全线速动,因此它可保 证电力系统并列运行的稳定性、提高输送功率、缩小故障 造成的损坏程度以及改善与后备保护的配合性能。
线路保护及重合闸装置
主要内容
一、线路保护的应用
二、自动重合闸装置 三、断路器失灵保护
线路保护顾名思义是保护线路
保护范围是否只限于线路呢? 不是。
线路故障的性质:
1、单相接地故障 2、相间故障(两相短路) 3、两相接地故障 4、三相短路 5、各类性质的开路
故障时电气量的变化


在220kV及以上的线路上,由于线间距离大,其中绝大部分的故障 都是单相接地短路。如果把发生故障的一相断开,然后再进行单相重合, 而未发生故障的两相仍然继续运行,就能够大大提高供电的可靠性和系 统并列运行的稳定性。如果线路发生的是瞬时性故障,则单相重合闸将 重合成功,即三相恢复正常运行。
停用重合闸时,应先投入沟三跳压板,再停用重合闸出 口压板。为什么? 如果先停用重合闸出口压板,而沟通三跳压板尚未投 入时,当发生线路单相故障,线路开关单相跳闸,不能重 合,则造成非全相运行。
(2)A、C站由于B站高频保护停信,QF1、QF4跳开故障 相,并重合成功。QF2、QF3、QF5由母差保护动作跳闸, 不重合。
220kV两套重合闸的配合
一条线路有两套微机保护时,一般情况下: 两套微机重合闸的选择开关切在单重(或三重、综重) 的位置,合闸出口连接片只投一套。如果将两套重合闸出 口连接片都投人,可能造成断路器短时内两次重合。 220kV线路一般采用单重方式。
重合闸前加速保护
重合闸前加速是指重合闸与继电保护之间的一种配合方 式。重合闸前加速,是指在重合闸动作前,保护将无选择性 地瞬时切除故障;在重合闸重合后,保护将有选择性地延时 切除故障。可见保护在重合闸动作前得到了加速。 前加速主要用于35kV以下由发电厂或重要变电站引出的 直配线路上,以便快速切除故障,保证母线电压。



哪些可以保护全长,哪些可以延伸的其他部分, 哪些只能保护部分线路? 全长:纵联保护 延伸:零序二段、过流二段、距离二段 部分:电流速断(15%~20%以上)、距离保护 的一段(80%~85%)、零序一段
过流保护



故障电流I>Iset,保护动作; 过流保护一般分为一段(速断)、二段(过流) 、三段; 速断的整定范围:躲过线路末端三相短路最大电 流整定; 过流保护按躲过线路最大负荷整定,和下级线路 配合是时间上的配合。
纵联保护中母差跳闸停信和跳闸位置停信
(允许式为起动发信,光纤纵差远跳)
1、母差跳闸停信
(1)当母线故障发生在电流互感器与断路器之间时,母 线保护虽然正确动作,但故障点依然存在,依靠母线出口动 作停止该线路高频保护发信,让对侧断路器跳闸切除故障。
接线路保护 接母线保护
纵联保护 动作跳闸
党26

答: (1)B母线发生单相接地故障,母线保护动作跳开QF2、 QF3和QF5,重合闸不动作,同时由于母线保护停信回路 动作,使QF2、QF3高频保护停信,QF1、QF4高频保护动 作跳开故障相。
失灵保护
当系统发生故障,断路器因操作失灵拒绝跳闸时,通过 故障元件的保护,作用于本变电站相邻断路器跳闸,有条件 的还可以利用通道,使远端断路器同时跳闸的接线称为失灵 保护。 某500kV变电站失灵保护有远跳出口,另一220kV变电站 失灵保护无远跳出口。* 断路器失灵保护可以与母线保护公用跳闸出口。当母线 所连的某断路器失灵时,由该线路或元件的失灵起动装置提 供一个失灵起动接点给母线保护装置,母线保护装置起动该 段母线失灵跳闸出口。
故障测距 故障测距原理:用线路故障时的正序电压和电流 计算。 故障测距受到线路互感、故障位置、故障类型、 故障过渡电阻等影响。
如果两端的测距都有,相加的结果可能比线路长度 长或短,都存在可能。 长于线路长度:一般故障点应该在两侧测距的重合 部分; 短于线路长度:一般故障点在两侧都不到的部分。


阻抗一段一般保护线路全长的80%; 阻抗二段一般保护线路的全长并且和下级线路的 一段有重合部分; 阻抗三段作为全部线路的后备保护,按躲过最大 负荷阻抗整定。
阻抗保护的特点

保护范围较为稳定,不受负荷电流和系统 方式变化的影响; 能反映各种性质的故障; 阻抗保护带方向。


线路阻抗保护特殊点 不受系统运行方式的影响,但是保护范围受过渡 电阻(短路点的电弧、放电点物体等)的影响较 大。 在特殊线路上的保护范围是有变化的,从系统的 角度考虑可能阻抗一段保护线路的全长。
投入重合闸时,应先投入重合闸出口压板,再停用沟 三跳压板。如果先停用沟三跳压板,重合闸出口压板未投, 线路发生故障时保护可能选相跳闸不重合,造成非全相运 行。
(两套重合闸方式切换开关应在一致的位置,否则投 三重时保护仍将选相跳闸)
重合闸后加速保护
重合闸后加速,是指当线路发生故障后,保护将有选择 性地跳开断路器,然后进行重合闸,若是瞬时性故障,在线 路断路器跳开后故障随即消失,重合闸成功,线路将恢复送 电。若是永久性故障,重合闸后,保护装置的时间元件将被 退出,保护将无选择性地瞬时跳开断路器切除故障。
几种情况说明 阻抗一段动作时,故障一般在本线路内部; 在有特殊整定要求的线路上,线路阻抗一段能保 护线路全长; 阻抗二段动作,故障点一般在本线路末端或者下 一级线路始端。

电流增大 电压降低 电流电压间相角发生变化 电流与电压的比值Z=U/I 电流和 正常I入=I出,短路I入≠I出 出现I2 、I0 序分量 接地故障必然产生零序分量;不对称故障必然产 生负序分量
线路保护的分类及原理
线路保护配置: 1、过流保护 2、阻抗保护 3、零序过流保护 4、纵联保护 5、纵联电流差动保护
图1照所利用信息通道的不同类型可以分为4种: (1)导引线纵联保护; (铺设导引线电缆传送电气量信息,线路较长时不经济,导引线参数电 阻和分布电容直接影响保护性能) (2)电力线载波纵联保护; (利用输电线路构成通道,输电线路故障时通道可能遭到破坏) (3)微波纵联保护; (利用微波通道通信,保护专用微波通道及设备不经济) (4)光纤纵联保护。 (利用光纤通道通信,通道与电力信息系统统一考虑,光信号不受干 扰,近年来广泛采用)
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